V,=f.-P; (4.5.12)
H- Hiệu suất sử đụng của bình tích năng
H= Av 100%
V,
Từ kết quả trên ta thấy để bình tích năng làm việc có hiệu quả nhất, chúng ta cần nạp khí với áp suất là 450 kG/cm?. Với áp suất khí nạp này cho thể tích nước nước Tích - Phóng là lớn nhất: AV = I lít, hiệu suất sử dụng là cao nhất: H = 100% tức là
100% lượng nước tham gia tẩy phá bê tông có hiệu quả.
* Tính toán sức bên của bình tích năng
Áp suất của nước và chất khí bên trong bình tích năng là như nhau, sơ đồ chịu lực khi làm việc của xi lanh như hình 4.33.
Hình 4.33. Sơ đồ chịu lực của xi lanh
- Vật liệu làm xi lanh là thép 40X có mô đuyn biến dạng đàn hồi E=2.10/
kG/cm?
- Hệ số poát xông I = 0,3.
- Áp suất trong khoang xi lanh p, = p; = 500 bar.
- Áp suất bên ngoài xi lanh py= 1 bar - Chiều dài xi lanh L = 700 mm.
- Đường kính trong của xi lanh D = 150 mm. . + Tính chiêu dày của vỏ xi lanh
Chiêu dày của vỏ xi lanh được tính ở trạng thái bất lợi nhất, đó là trạng thái áp suất trong khoang xi lanh đạt đến giá trị làm việc lớn nhất, với áp suất p„ = 500 bar.
185
Để tính được chiều dày của vỏ xi lanh ta tiến hành tách một phân tố của vỏ xilanh có dạng trên hình 4.34 (không vẽ piston và cần).
i Pp 4 _ 3
1 ch +1 mã
f 1
Hình 4.34. Sơ đồ tính toán xilanh công tác Chọn thép làm xi lanh là thép 40 XHMA, với mác thép đã chọn
Ta có: 6, = 9500 kG/em?
Theo công thức:
Trong đó:
n - Hệ số an toàn, lấy n = 1,5.
[ơ] - ứng suất cho phép.
= [ứ ]= 6333 kG/cm?
Sau khi tính toán, ta nhận được giá trị ỗ = 2,5 (cm).
+ Kiểm tra biến dạng của vỏ xi lanh Ad
Theo công thức tính chuyển vị hướng tâm Ad của xi lanh là:
ad= o> Hae,“ tH T
Trong đó:
E = 2,2.10° (kG/em? )
p=0,3
r= 7,5+10 (cm)
a=7,5 (cm); b= 10 (cm)
ox pa — p,b?
17 BP -a@
e _ _ŒP, —p,)a”.bˆ y ae ER b?-a?
+ Biến dạng lớp ngoài cùng của xi lanh (lớp xa tâm nhất) có bán kính
r=b=10(cm)
Sau khi tính táon, giá trị nhận được là: Ad = 0,004 (cm) = 0,04 mm
+Tính biến dạng lớp trong cùng của xi lanh (Lớp gần tâm nhất) có bán kính
r=a=7,5 (cm)
Sau khi tính táon, giá trị nhận được là: Ad = 0,0066 (cm) = 0,066 mm 4.5.3. Tính toán bơm nạp
4.5.3.1. Vai trò của bơm nạp
Bơm nạp có 2 nhiệm vụ vừa cung cấp nước ở áp cao cho bơm chính làm việc, vừa cung cấp nước cho hệ thống làm mát chất lỏng công tác của hệ thống truyền động thuỷ lực hoạt động.
4.5.3.2. Tính toán các thông số cần thiết cho bơm nạp a. Luu luong
Toàn bộ lưu lượng nước sau khi đi qua hệ thống làm mát được bơm nạp nạp vào trong bơm chính, phần là mát không bị xả ra ngoài nên không bị lãng phí công suất, do vậy lưu lượng bơm nạp chỉ cần đáp ứng được lưu lượng nước cho bơm chính là đủ.
Lưu lượng làm việc lý thuyết của bơm chính:
Qlv = 18 lLph
Do có sự suy giảm lưu lượng trong thời gian làm việc vì các cánh bơm bi mon, ta có thể chọn bơm có lưu lượng lớn hơn lưu lượng cần thiết 25%, vậy lưu lượng cần thiết của bơm là:
Quep = Qy- 1,25 = 18.1,25 = 22,5 l/ph = 1,35 m”/h b. Cột áp
Tổn thất cột áp trên đường ống nạp được tính như sau:
nna Le d 22 2
Trong đó:
- hd: Tổn thất cột áp, m
- 1- chiều dài đoạn ống, m
- d: Đường kính thuỷ lực của đoạn ống, m - V: Vận tốc dòng nước chảy trong ống, m/s
=. nd
- Q: Luu lugng ding nude, m’/s - À: Hệ số tổn thất
_ 0316 _ 04316
Re? Vad 0,25
Vv
Sau khi tính toán, ta nhận được gái trị tổng tổn thất cột áp là:
hy => ha + Yhy = 68-+ 0,79 + 6,1=74,89m
i=l jet
Như vậy bơm nạp phải có lưu lượng tối thiếu là 1,080 mỶ/h, chiều cao cột áp là 75 m. Đây là loại bơm có lưu lượng nhỏ, áp suất cao. Các bơm ly tâm bình thường không đạt được chiều cao cột áp lớn như vậy, nếu dùng loại bơm ly tâm nhiều tầng đẩy thì kết cấu rất cổng kênh. Ta thấy trên thị trường có loại bơm kiểu cánh gạt là có thé đáp ứng được các yêu cầu đề ra, các thông số kỹ thuật của bơm bao gồm:
Loai bom: Feed water Công suất: 1,5 kW
Lưu lượng: 1,5 m”/h Cột áp đẩy: 110 m
Chiều sâu hút tối đa: 10 m 4.6. Tính toán thiết kế bộ công tác
Bộ công tác nhằm nhiệm vụ biến năng lượng dòng nước cao áp thành năng lượng va đập đến bề mặt bê tông cần phá huỷ, nó là bộ phận quan trọng quyết định đến năng suất và hiệu quả làm việc của thiết bị. Bộ công tác bao gồm các phần chính là súng phun và vòi phun
4.6.1. Súng phun
Ta thấy rằng trong công việc tẩy rửa bê tông suy yếu, vị trí đứng không thuận lợi, do vậy dùng súng phun kiểu điều khiển bằng tay là thích hợp hơn, qua khảo sát kết
cấu cúng như yêu cầu kỹ thuật thấy rằng kiểu súng điểu khiển bằng tay tuy phức tạp nhưng điều kiện trong nước hoàn toàn có thể chế tạo được.
Súng phun là cụm chỉ tiết đã được tiêu chuẩn hoá về kích thước, chiêu dài vòi và lực điều khiển, trọng lượng bản thân... Xem xét toàn bộ kết cấu chúng ta thấy rằng có thể áp đụng sao chép chế tạo theo mẫu, chỉ cần thay đổi nhỏ ở phần khớp cầu là chúng ta có thể gia công được trong nước. Các thông số còn lại lấy theo mẫu súng SP-802 của
hãng URACA.
1. Báng súng 7. Nắp chụp
2. Đế súng 8. Lò xo
3. Nắp đậy 9. Cò súng
4. Thân súng 10. Cần đẩy
5. Cum van 11. Vòi phun
6. Nòng súng
Hình 4.35. Súng phun chế tạo theo mẫu loại SP-802 của hãng URACA
- Áp suất làm việc định mức: 800 Bar
- Lưu lượng làm việc lớn nhất: 60 l/ph - Trọng lượng toàn bộ: 7,9 kG
4.6.2. Tính toán vòi phun
Trong thiết bị phun nước, nếu tất cả các thiết bị như van an toàn, van chia dòng hoàn toàn đảm bảo nước không bị rò rỉ, các cút nối không bị rò rỉ thì toàn bộ lưu lượng do bơm cung cấp sẽ chảy qua vòi phun. Để năng lượng dòng nước được tập trung và thiết bị hoạt động có hiệu quả thì vận tốc đồng nước ra phải rất lớn, do vậy đường kính vòi phun có cấu tạo rất nhỏ, khi nước thoát qua khe hẹp sẽ được tăng tốc, đồng thời áp lực trong hệ thống tăng lên.
Vận tốc càng lớn thì áp lực càng tăng lên, theo công thức xác định mối quan hệ giữa vận tốc dòng tia và áp suất trong hệ thống ta có:
V=1114/P
189
Trong đó: V - vận tốc tia nước dầu vòi phun, m/s P - áp suất nguồn nước trong hệ thống, Bar
Do vậy với áp suất làm việc 500 Bar ta có vận tốc đầu vòi phun là:
V =117.14-(500 = 383m (s
Mặt khác theo phương trình dòng chảy viết cho đầu vòi phun là:
Q=SV
Q - lưu lượng chất lỏng chảy qua vòi phun, m°/s V - vận tốc đồng nước khi chảy qua vòi phun, m/s S - Diện tích tiết điện vòi phun, m?